IPhO 2016 - Experiment

Experiment
Français (France) G0-1
Instructions générales : Epreuve expérimentale (20 points)
Le 12 juillet 2016
L’épreuve expérimentale dure 5 heures et compte pour un total de 20 points.
Avant l’épreuve
• Vous ne devez pas ouvrir les enveloppes contenant les problèmes avant le signal sonore indiquant
le début de la compétition.
• Le début et la fin de l’épreuve sont indiqués par un signal sonore. Il y aura aussi des annonces
chaque heure indiquant le temps écoulé, ainsi que quinze minutes avant la fin de l’épreuve (avant
donc le signal sonore final).
Pendant l’épreuve
• Des feuilles de réponses dédiées vous sont fournies pour écrire vos réponses. Entrez vos obser-
vations dans les tables, les cadres ou les graphiques appropriés dans la feuille de réponse corres-
pondante (marquée A comme Answer). Pour chaque problème, il y a des feuilles de travail vierges
supplémentaires pour la réalisation de travaux détaillés (marquées W comme Work). Assurez-vous
de toujours utiliser les feuilles de travail qui appartiennent au problème sur lequel vous êtes en
train de travailler (vérifier le numéro de problème dans l’en-tête). Si vous avez écrit quelque chose
sur une page quelconque que vous ne voulez pas voir évalué, barrez-le. N’utilisez que le recto de
chaque feuille.
• Dans vos réponses, essayez d’être aussi concis que possible : employez des équations, des opéra-
teurs logiques et des croquis pour illustrer vos pensées chaque fois que possible. Évitez l’utilisation
de longues phrases.
• Un calcul d’erreurs n’est pas nécessaire, à moins qu’il ne soit demandé explicitement. Cependant,
vous êtes invité à donner un nombre approprié de chiffres significatifs pour une application nu-
mérique. En outre, vous devez décider vous-même du nombre approprié de points de mesure, à
moins que des instructions spécifiques vous soient données.
• Vous pourrez souvent être en mesure de résoudre les parties ultérieures d’un problème sans avoir
résolu les précédentes.
• Vous n’êtes pas autorisé à quitter votre place de travail sans autorisation. Si vous avez besoin d’aide
(besoin de remplir votre bouteille d’eau potable, calculatrice cassée, besoin d’aller aux toilettes,
etc.), veuillez s’il vous plaît attirer l’attention d’un guide d’équipe en mettant l’un des trois drapeaux
dans le support accroché à votre box (”Remplir ma bouteille d’eau, s’il vous plaît”,”Je dois aller aux
toilettes, s’il vous plaît”, ou”J’ai besoin d’aide, s’il vous plaît” dans tous les autres cas).
À la fin de l’épreuve
• À la fin de l’épreuve, vous devez vous arrêter d’écrire immédiatement.
• Pour chaque problème, trier les feuilles correspondantes dans l’ordre suivant : feuille de couverture
(C), feuilles des questions (Q), feuilles des réponses (A), feuilles de travail (W).

Experiment
Français (France) G0-2
• Mettez toutes les feuilles appartenant à un problème dans la même enveloppe. Mettez les instruc-
tions générales (G) dans l’enveloppe séparée restante. Assurez-vous que votre code d’élève est vi-
sible dans la fenêtre de visualisation de chaque enveloppe. Mettez-y également les feuilles vierges.
Vous n’êtes pas autorisé à emmener toute feuille de papier hors de la zone d’examen.
• Remettez votre kit d’écriture (2 stylos à bille, 1 feutre pointu, 1 crayon à papier, 1 paire de ciseaux,
1 règle, 2 paires de bouchons d’oreilles), ainsi que la calculatrice fournie et votre calculatrice per-
sonnelle (le cas échéant) dans le sac transparent à zip.
• Attendez à votre table jusqu’à ce que vos enveloppes soient ramassées. Une fois que toutes les
enveloppes auront été ramassées, votre guide vous accompagnera hors de la zone d’épreuves.
Prenez votre kit d’écriture dans son sac avec vous et rendez-le à la sortie. Prenez également avec
vous votre bouteille d’eau.

Experiment
Français (France) G0-3
Sujets
Expérience E-I : Conductivité électrique à deux dimensions 10 points
Expérience E-II : Les billes sauteuses ou comment modéliser des transitions de
phase et des instabilités
10 points
Les expériences E-I et E-II ont une partie du matériel en commun. En particulier, elles utilisent la même
alimentation et le même générateur de signaux, mais avec deux configurations différentes.
Attention : lors du déballage de la boîte, ne soulevez pas le haut-parleur par le cylindre en plastique fixé
à la membrane.
Matériel utilisé dans les deux expériences
(1)
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(6)
Figure 1 : Matériel commun aux deux expériences
1. Batterie électrique avec câble USB
2. Générateur de signaux réglable, alimenté par la batterie
3. Petit tournevis
4. Dix fils électriques avec des pinces crocodiles
5. Six fils électriques avec des fiches de 4 mm de diamètre
6. Deux multimètres numériques
Vous pouvez aussi utiliser tout objet du kit d’écriture pour réaliser une expérience.

Experiment
Français (France) G0-4
Générateur de signaux
(5) (6) (8) (7)
(4)
(3)
(2) (1)
Figure 2.
1. Connecteur USB pour alimenter le générateur de signaux
2. Connexions pour le haut-parleur (seulement pour E-II)
3. Potentiomètre permettant d’ajuster la tension constante (seulement pour E-I)
4. Potentiomètre permettant d’ajuster l’amplitude du mouvement du haut-parleur (seulement pour
E-II)
5. Prise de sortie de la tension constante (seulement pour E-I)
6. Prise de sortie de la tension proportionnelle à l’amplitude de l’onde excitatrice du haut-parleur
(seulement pour E-II)
7. Prise de mise à la masse commune
8. Interrupteur permettant d’allumer ou d’éteindre les sorties et connexions correspondant au haut-
parleur
Pour alimenter le générateur de signaux, connectez-y la batterie au moyen du câble USB en branchant
ce dernier à la prise USB du générateur de signaux (1).
Notez que pour couvrir l’ensemble du domaine des valeurs d’un extrême à l’autre, il faut faire tourner le
potentiomètre de plusieurs tours. Les potentiomètres n’ont pas de butée en fin de domaine.

Experiment
Français (France) G0-5
Multimètres numériques
Les multimètres numériques peuvent être utilisés pour effectuer des mesures de courant et de tension.
Connectez toujours les deux prises labellisées ”VmAΩ” et ”GND” et choisissez courant/tension ainsi que
le calibre au moyen du sélecteur.